Receptor SCMA de Baixa Complexidade Baseado em um MPA com Seleção Dinâmica de Arestas e Aproximação Gaussiana

Abstract

Resumo-Múltiplo acesso por códigos esparsos (SCMA)é uma proposta recente para futuras gerações de sistemas de comunicação, suportando sistemas sobrecarregados e colisões de usuários nos recursos compartilhados. Para lidar com a nãoortogonalidade gerada pela sobrecarga, SCMA explora a característica de esparsidade através do uso do algoritmo messagepassing (MPA) na detecção conjunta dos símbolos multidimensionais. Neste trabalho, apresentamos uma melhoria de um algoritmo MPA baseado em seleção de arestas e aproximação Gaussiana de interferência. Nossa proposta inclui uma seleção baseada em um limiar sobre o ganho de canal mais forte em cada recurso. Com esse limiar, o número de vizinhos considerados no cálculo das mensagens do MPA se torna uma variável aleatória. Nós derivamos a probabilidade de seleção de um certo número de arestas, em cada recurso, demonstrando que nosso método tem baixa probabilidade de complexidade alta no cálculo das mensagens do MPA. Por fim, mostramos que a proposta com limiar resulta em um melhor compromisso entre ordem de complexidade e desempenho em termos de taxa de erro. Palavras-Chave-SCMA, algoritmo message-passing, aproximação Gaussiana, seleção por limiar. Abstract-Sparse Code Multiple Access (SCMA) has been proposed for the newest generation of communication systems, considering overloaded non-orthogonal multiple access. To deal with the overload, SCMA exploits the sparsity feature with the aid of receivers based on the messsage-passing algorithm (MPA). In this paper, we review a low-complexity MPA receiver based on edge-selection and gaussian approximation. We improve this receiver by proposing a threshold-based criteria for the edge selection. With the threshold, the number of interfering neighbors considered in the calculation of each message of the MPA becomes a random variable. We derive the probability of a function node selecting a given number of edges, showing that our strategy results in a low probability of high complexity during the message calculation of the MPA in each resource. We also show that the proposed threshold results in a better trade-off between complexity and error-rate performance.